Exemple de séquence turbiditique. © Kevin Walsh, Flickr, CC By 2.0
Planète

Complexe turbiditique

DéfinitionClassé sous :Géologie , croûte continentale , croûte océanique

Une turbidite, ou complexe turbiditique, représente une accumulation de sédiments déposés en bas de pente dans un milieu marin ou lacustre. Elle est le résultat d'un courant de turbidité, que l'on peut comparer à une avalanche sous-marine.

Génération d’un courant de turbidité

Les turbidites sont le plus fréquemment observées au niveau des marges continentales passives, c'est-à-dire dans les zones marquant la transition entre une croûte continentale et une croûte océanique (limite de continent). Les marges passives ont une architecture qui peut se décomposer en trois grands domaines.

  • Le plateau continental, qui représente la zone la moins profonde (entre 0 et 200 mètres d'eau) et la plus proche de la côte. C'est là que vont se déposer dans un premier temps les sédiments détritiques d'origine continentale.
  • Le talus continental, marqué par une augmentation rapide de la profondeur (de 200 à 3.000 mètres).
  • La plaine abyssale, qui représente la zone la plus profonde (typiquement 3.000 à 5.000 mètres d'eau) et le passage dans le domaine clairement océanique.
Schéma montrant l’architecture d’une marge continentale passive incisée par un canyon sous-marin et un complexe turbiditique au niveau du glacis continental. © Emmanuel Roquette, Wikimedia Commons

Les rivières, les fleuves charrient une importante quantité de sédiments détritiques jusqu'à l'océan. Ces sédiments, issus de l'érosion de la croûte et des reliefs continentaux, vont alors se déposer sur la plateforme continentale. Mais les sédiments les plus superficiels ne sont pas consolidés et peuvent facilement être remis en suspension lors de tempêtes, par exemple, ou de tremblements de terre. Ces événements vont déstabiliser les dépôts sédimentaires et remettre en suspension une partie des sédiments précédemment déposés. L'eau de mer se charge donc en particules sédimentaires pour former un liquide dense qui va commencer à s'écouler sur le fond le long de la pente, telle une avalanche sous-marine. Il s'agit d'un courant gravitaire, encore appelé courant de turbidité.

Les courants de turbidité, véritables avalanches sous-marines

Cette masse fluide très dense se met à dévaler la pente du talus continental à des vitesses pouvant atteindre 100 kilomètres par heure. Avec leur puissance et leur densité, les courants de turbidité vont se charger de tous types de sédiments, des particules les plus fines jusqu'à des galets de plusieurs centimètres. La charge sédimentaire ainsi en mouvement va éroder le fond océanique, créant des canyons sous-marins qui auront tendance à chenaliser les futurs courants de turbidité.

Ces canyons sous-marins peuvent entailler profondément le talus continental, formant des chenaux d'érosion constitués, comme les chenaux continentaux, de levées (accumulation de sédiments fins en bordure du chenal principal). Le fond du chenal, appelé thalweg, représente la zone active du chenal. Le canyon se termine au bas du talus continental, dans une zone appelée glacis continental. En arrivant au niveau de cette rupture de pente marquant l'entrée dans le domaine abyssal, le courant de turbidité perd de sa puissance et s'étale dans toutes les directions. Les sédiments transportés se déposent alors en formant des lobes (deep sea fans). Ces dépôts forment ce que l'on appelle les turbidites.

Dynamique d’un courant de turbidité. © NOAA, domaine public, Wikimedia Commons

Turbidites et séquences de Bouma

Les complexes turbiditiques forment des unités continues sur plusieurs kilomètres et montrent une organisation séquentielle (verticale) et spatiale associée à l'énergie du courant de turbidité. Les turbidites se composent ainsi de différentes séquences marquées par des granulométries (tailles de grains) différentes. En effet, la taille des éléments déposés dépend de l'énergie du courant de turbidité : en contexte d'énergie décroissante, les premiers éléments à se déposer sont les éléments les plus grossiers, comme les galets. Les sédiments les plus fins, plus faciles à transporter, se déposent en dernier, lorsque l'énergie est la plus faible.

Les séquences de Bouma tentent de caractériser l'organisation des turbidites en utilisant cinq niveaux types notés Ta, Tb, Tc, Td et Te. Le niveau Ta est associé à un hydrodynamisme élevé et est composé de sables grossiers granoclassés. Le niveau Tb, au-dessus du niveau a, est composé de sables plus fins, déposés sous l'effet d'un courant laminaire. Le niveau Tc est composé de sables fins et montrant des figures de courant comme des laminations obliques, des convolutes ou des rides. Le niveau Td est quant à lui associé à des dépôts de silts, caractérisés par une très fine granulométrie. Ces dépôts sont typiques d'un courant lent. Enfin, le niveau Te, significatif d'un hydrodynamisme très faible, est caractérisé par le dépôt de la fraction la plus fine, celle des argiles.

L'apparition des niveaux de la séquence de Bouma au sein des turbidites va donc dépendre de la distance à la source. Les niveaux les plus bas (Ta, Tb) vont se déposer en premier, à la base du talus continental et proche de la sortie du canyon, alors que les niveaux les plus hauts (Td, Te) vont se déposer en dernier, beaucoup plus loin, dans la plaine abyssale. Cependant, la séquence de Bouma est rarement complète. En effet, une séquence peut être érodée par la suivante, ou bien l'énergie du courant ne permet pas toujours son développement.

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